最近在研究網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,在用raw socket編程時(shí)遇到校驗(yàn)和的問題,發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)和用了如下函數(shù):
1 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)
2 {
3 unsigned long cksum=0;
4
5 while(size > 1)
6 {
7 cksum += *buffer++;
8 size -= sizeof(USHORT);
9 }
10
11 if(size)
12 {
13 cksum += *(UCHAR *)buffer;
14 }
15
16 cksum=(cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
17 cksum+=(cksum >> 16);
18 return(USHORT) (~cksum);
19 }
馬上google,才發(fā)現(xiàn)區(qū)區(qū)的校驗(yàn)和也如此復(fù)雜(參考RFC1071)。馬上翻RFC1071,這個(gè)也太專業(yè)了,不過勉強(qiáng)可以看懂,按照自己的理解記錄一下,發(fā)現(xiàn)我記性越來越差了-_-!。
ICMP(包括IP等)校驗(yàn)和操作:
一、計(jì)算校驗(yàn)和:按2個(gè)字節(jié)(16位)對(duì)齊進(jìn)行
反碼加運(yùn)算,然后放入校驗(yàn)和字段(16位)。
二、檢驗(yàn)校驗(yàn)和:與計(jì)算校驗(yàn)和一樣再計(jì)算一遍,如果為全1說明正確。
上面的反碼加我是自己猜的不知道叫什么好,原文中的解釋是
(1's complement sum,符號(hào)為+')。這個(gè)就不懂了,只好按自己理解的寫了。
具體操作是先取反再加,如何有進(jìn)位,進(jìn)位要加到最低位上,相當(dāng)于循環(huán)加了。
一般操作為了提高性能,往往先全部相加,再加上進(jìn)位,再取反,就如上面的程序里一樣。至于為什么要搞那么復(fù)雜,我猜是數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)吧。
下面從數(shù)學(xué)的角度看這個(gè)問題:
一般的相加肯定要溢出或進(jìn)位的,那溢出的部分信息就丟掉了。為了保留溢出的信息,需要把進(jìn)位信息保留下來,也就是移到低位上相加,而這個(gè)一般加法是很難實(shí)現(xiàn)的,所以需要?jiǎng)e的改進(jìn)后的加法(反碼加)。
想考慮8位時(shí)的情況:
0xF0 + 0xF0 = 0xE0 + 溢出;
如何保留溢出位,與最低位先加就得到:
0xF0 + 0xF0 = 0xE1;
上面運(yùn)算是錯(cuò)誤的,但有什么加法可以時(shí)上式成立呢???
答案就是反碼加(計(jì)算校驗(yàn)和):
~0xF0 + (~0xF0) = ~0xE1; ==> (0xF0 +' 0xF0 = ~0xE1 = 0x1E), 0x1E就是校驗(yàn)和。
檢驗(yàn)校驗(yàn)和:
0xF0 +' 0xF0 +' 0x1E = 0xFF; 校驗(yàn)時(shí)同時(shí)計(jì)算校驗(yàn)字節(jié),結(jié)果為0xFF,為正確。
這個(gè)方法而且與CPU的字節(jié)序無關(guān),具體看那個(gè)RFC1071去。
這個(gè)也太繞了,用程序?qū)崿F(xiàn)基本上效率很低,所以只能走捷徑:) ,貼上校驗(yàn)代碼:
1 bool validatechecksum(unsigned short *buffer, int size)
2 {
3 unsigned long cksum=0;
4
5 while(size >1)
6 {
7 cksum+=*buffer++;
8 size-=sizeof(unsigned short);
9 }
10
11 if(size)
12 cksum+=*(unsigned short*)buffer;
13
14 cksum=(cksum >> 16)+(cksum&0xffff);
15 cksum+=(cksum >>16);
16
17 return ((unsigned short)cksum == 0xFFFF);
18 }
參考:
http://blog.csdn.net/World7th/archive/2008/12/31/3669278.aspx